Классификация пружин
Назначение пружин и области их применения весьма разнообразны. Амортизаторы, аккумуляторы энергии, натяжные и возвратные устройства, прижимы, компенсаторы, регуляторы усилий, фиксаторы, антирезонаторы, упругие звенья силовых передач — вот далеко не полный перечень их применения. Пружины характеризуются большим разнообразием конструктивных форм и размеров.
Благодаря технологическим и конструктивным преимуществам из множества типов пружин наибольшее распространение получили витые или спиральные, к которым в том числе относятся пружины технорессор.
По виду напряженного состояния различают пружины растяжения-сжатия, у которых в сечении витка возникают деформации кручения, и пружины кручения, у которых витки работают на изгиб.
При больших углах подъема винтовой линии, а также при боковых нагрузках в сечении витка пружины наряду с крутящим возникает и изгибающий момент.
По условиям работы различают пружины, работающие при высоких температурах (например, для клапанов двигателей внутреннего сгорания); работающие в агрессивных средах (например, для заслонок и клапанов химических аппаратов) и работающие в обычных условиях.
Наиболее важным признаком классификации является тип конструкции. У цилиндрических пружин сжатия, растяжения и кручения с равномерным шагом витки расположены по винтовой спирали, поэтому их называют винтовыми. К спиральным или витым пружинам кроме винтовых относятся конические, фасонные, плоские спиральные, а также цилиндрические с переменным шагом.
Цилиндрические пружины сжатия. Комплексом стандартов на цилиндрические пружины регламентированы классы, методика определения размеров и основные параметры витков.
Цилиндрические пружины растяжения. Эти пружины до недавнего времени считали значительно более трудоемкими в изготовлении, чем пружины сжатия, но с появлением современных автоматов, производящих одновременно с навивкой и отгибку крайних витков (раньше эту операцию выполняли вручную, с помощью специальных приспособлений) производительность значительно увеличилась.
Наибольшее распространение получили пружины с межвитковым давлением благодаря экономии монтажного пространства и отсутствию дополнительных затрат при изготовлении. Для создания межвиткового давления навивку пружины выполняют так, чтобы в поперечном сечении проволоки, навитой без зазора между витками, имелся остаточный крутящий момент.
Цилиндрические пружины кручения. Эти пружины подвергаются действию торцовых крутящих моментов.
Конические и фасонные пружины. Эти пружины характеризуются уравнением спирали в плане и уравнением образующей. Они могут быть с постоянным шагом, или с постоянным углом подъема.
Пружины, у которых при сжатии витки неодновременно садятся на опорную поверхность или один на другой, имеют нелинейные участки силовой характеристики вследствие того, что число рабочих витков, т. с. жесткость пружины, изменяется в зависимости от деформации. Применяя сложный вид образующей поверхности, а также переменный шаг и угол подъема спирали, можно спроектировать пружину практически с любой «жесткой» (вогнутой) силовой характеристикой.
Важной технологической характеристикой конических пружин является отношение наибольшего среднего диаметра навивки к наименьшему.
Шайбы пружинные. Эти шайбы представляют собой одновитковые пружины сжатия и предназначены для стопорения резьбовых соединений. Один из главных параметров, существенно влияющих на стопорящие свойства, — работа отвинчивания крепежных изделий — увеличивается с применением шайб в несколько раз и зависит от упругой силы шайбы и величины упругой деформации при разгрузке.
Кольца из проволоки. В технологическом отношении изготовление из проволоки колец как плоских, так и с углом подъема практически не отличается от изготовления пружин.
Плоские кольца из круглой проволоки навивают на универсальных пружинонавивочных автоматах по схеме пружины с межвитковым давлением, т. е. с шагом, равным диаметру проволоки, и предварительной нагрузкой. После отрубки кольца становятся плоскими за счет остаточных напряжений, обусловливающих межвитковое давление.
С использованием: Навроцкий Г.А., Белков Е.Г. Навивка пружин на автоматах. 1978 г.
